Dimensionamento ao fogo

Temperatura

No IDEA StatiCa Member, o utilizador define uma temperatura para todo o modelo. Todas as entidades do modelo têm uma temperatura definida.

No IDEA StatiCa Connection, o utilizador pode definir a temperatura para cada elemento ou chapa separadamente. A temperatura dos elementos de ligação - parafusos e soldaduras - é assumida de acordo com a chapa de ligação mais quente.

A temperatura dos elementos e chapas nas ligações pode ser determinada de acordo com EN 1993-1-2 – Cl. 4.2.5 Desenvolvimento da temperatura do aço e D.3 Temperatura das juntas em caso de incêndio. As propriedades térmicas dos componentes de aço são retiradas da EN 1993-1-2:

• Calor específico – Cl. 3.4.1.2
• Condutividade térmica – Cl. 3.4.1.3

Note-se que a dilatação térmica não é utilizada no IDEA StatiCa Steel, pois introduziria forças muito dependentes das condições de fronteira. Recomenda-se que os utilizadores adicionem as forças resultantes da expansão térmica aos efeitos das ações.

Degradação do material

A degradação do material das chapas de aço está disponível de acordo com três normas:

• EN 1993-1-2 – Tabela 3.1
• AISC 360-16 – Tabela A-4.2.1
• CSA S16-14 – Tabela K.1

O diagrama material multilinear é utilizado para chapas de aço com seis pontos de acordo com EN 1993-1-2 – Figura 3.1. Apresenta-se um exemplo para o aço S355, degradação do material de acordo com EN 1993-1-2 – Tabela 3.1, e temperatura $\theta = 560^{\circ}\textrm{C}$. O declive do ramo plástico após a tensão de cedência $f_y$ é $E_{a,\theta}/1000$. Os fatores de redução para o módulo de elasticidade $k_{E,\theta}$, para o limite de proporcionalidade $k_{p,\theta}$, e para a tensão de cedência $k_{y,\theta}$ são 0,426, 0,252 e 0,594, respetivamente. A deformação plástica assume-se que se desenvolve a partir do limite de proporcionalidade.

A degradação do material dos parafusos está disponível de acordo com três normas:

• EN 1993-1-2 – Tabela D.1
• AISC 360-16 – Tabela A-4.2.3
• CSA S16-14 – Tabela K.3

A degradação do material das soldaduras está disponível de acordo com uma norma:

• EN 1993-1-2 – Tabela D.1

Apenas a resistência dos parafusos e das soldaduras é reduzida. A sua rigidez mantém-se igual à da temperatura ambiente.

A expansão térmica é desprezada e não é considerada em nenhum modelo. Se necessário, os efeitos da expansão térmica devem ser simulados por cargas adicionais.

Verificações

As chapas de aço são verificadas para uma deformação plástica de 5% por defeito. 

No Eurocódigo, é utilizado um coeficiente parcial de segurança dedicado ao dimensionamento ao fogo, $\gamma_{M,fi}$, para a verificação normativa de parafusos e soldaduras. Em todas as outras normas, são utilizados os fatores de resistência ou de segurança padrão. As curvas carga-deformação e as verificações normativas de parafusos e soldaduras são reduzidas pelos fatores $k_b$ e $k_f$ com base na temperatura definida.

Os parafusos pré-esforçados assumem-se em deslizamento e são verificados como parafusos comuns sem pré-esforço.

A temperatura do bloco de betão e das âncoras é desconhecida e os componentes correspondentes não são verificados no dimensionamento ao fogo.

Rigidez

A análise de rigidez não está disponível para o dimensionamento ao fogo de momento. Recomenda-se a utilização da análise de rigidez para temperatura ambiente e a multiplicação da rigidez pelo fator de redução do módulo de elasticidade $k_{E,\theta}$.